страница10/10
Дата27.09.2018
Размер0.74 Mb.
ТипРеферат

Реферат по предмету «Общий курс водного транспорта»


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

4.5. НАЧЕРТАНИЕ ВНЕШНИХ ОГРАДИТЕЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ ПОРТА


Внешние оградительные сооружения, ограждающие акваторию порта, подразделяют на: молы сооружения, одним концом сое­диненные с берегом, и волноломы сооружения, не имеющие соединения с берегом.

Оградительные сооружения могут иметь различную форму в плане: прямолинейную, криволинейную и ломаную. Вогнутость или изломы оградительных сооружений, направленные в сторону от­крытой воды, не допускаются, так как наблюдения в натуре и ис­следования показали, что в этих местах (входящих углах) возни­кает весьма неблагоприятный волновой режим с увеличением на­грузок вдвое, по сравнению с нормальным воздействием волн на прямолинейных участках. Молы и волноломы — наиболее доро­гостоящие сооружения в портах. Их компоновка подчиняется про­тиворечивым требованиям: удобства маневрирования судов на ак­ватории ориентируют на ее увеличение, а это при условии надле­жащей защиты от волнения приводит к такому увеличению рас­ходов на строительство ограждающих сооружений, что ставится под сомнение сама целесообразность создания порта. Поэтому при выборе места расположения порта стремятся, по возможности, ис­пользовать участки с естественной частичной защитой от волн — заливы и бухты, когда при сравнительно небольшой длине огради­тельных сооружений удается защитить акваторию достаточных размеров.

Сложность и многоообразие естественных факторов, влияющих на строительство порта, не позволяют выработать какие-либо четкие рекомендации по компоновке оградительных сооружений. Во избежание дорогостоящих ошибок, окончательное решение при­нимается, как это уже указывалось в § 9, на основании лабора­торных исследований крупномасштабных моделей портов.

При компоновке портов, в зависимости от местных условий, оградительные сооружения могут возводиться в самых различных комбинациях. Простейшая компоновка порта получается при ог­раждении одним молом, что оказывается возможным в условиях полубухты, защищенной с одной стороны выступающим мысом. Классическим примером такой компоновки является Ял­тинский порт. Мол с внутренней стороны уширен и используется для швартовки пассажирских судов. Размер защищаемой акватории невелик. Поэтому применение одиночных молов огра­ничивается случаями устройства небольших портов.

Один волнолом применяется обычно для защиты бухт у приглубых берегов. В этом случае порт имеет два входа. В некоторых случаях, при строительстве портов на открытом бере­гу, для защиты рейдов и причалов приходится строить волнолом значительной длины (Марсельский порт). Делались попытки за­щиты акватории одиночным волноломом и на пологих песчаных берегах. При этом предполагалось, что наносы, движущиеся вдоль берега, будут транзитом проходить через акваторию порта. Прак­тически оказалось, что в области волновой тени за волноломом акватория начинает интенсивно заноситься и такая защита аква­тории от волнения сопряжена с большим объемом ремонтного дноуглубления.

Мол и волнолом применяются для защиты аква­тории в тех случаях, когда преобладающие ветры распространены по значительному сектору, что не позволяет обойтись одним мо­лом или одним волноломом. Примером защиты акватории посред­ством мола и волнолома является порт Коломбо на о. Цейлон, Интересно, что первоначально полубухта была ограждена лишь одним молом, а волнолом построили впоследствии, когда выясни­лось, что защита акватории неудовлетворительна.

Два мола применяются весьма часто как для пор­тов на приглубых побережьях, так и на отмелых песчаных. Отли­чие заключается прежде всего в том, что на приглубых побе­режьях, как правило, порт располагается в бухте, а поэтому общее протяжение оградительных сооружений сравнительно неве­лико. Отсутствует и подходный канал. Один из молов обычно вы­двигают в сторону открытой воды, так как это способствует лучшей защите акватории от вкатывания волн через вход: при сохранении ширины входа уменьшается его проекция, совпадающая с фрон­том волны.

На песчаных побережьях для защиты акватории от волн и на­носов также весьма распространена схема защиты парными схо­дящимися молами. Характерным примером является приведенный на рисунке порт Вентспилс. Первоначально порт рас­полагался в устье р. Венты и молы предназначались практически только для защиты подходного канала и аванпорта. В настоящее время на аванпорте акватория углублена и построены причалы. После строительства порта внешний угол у южного мола посте­пенно заполнился наносами и поток наносов, огибая голову мола, попадает на незащищенную часть подходного канала, что вызы­вает необходимость довольно большого объема ремонтного дно­углубления.

В крупных портах акваторию ограждают молами и нескольки­ми волноломами. Такие порты имеют обычно один или два основных входа; остальные разрывы для судоходства не ис­пользуются. Установить какую-либо закономерность в компоновке сооружений в этом случае затруднительно, тем более, что огради­тельные сооружения в таких портах строились по мере развития порта для защиты дополнительных участков акватории и совре­менное начертание оградительных сооружений даже трудно объяс­нить, не рассматривая истории развития порта.

На свободных реках оградительные сооружения применяются не для защиты от волн, высота которых невелика, а для того, что­бы предохранить суда от действия льда во время ледохода. Обыч­но такое сооружение в виде дамбы перекрывает протоку между островом и коренным берегом (рис. 61). В результате образуется затон, в котором размещается порт, а в межнавигационный период он используется для зимнего отстоя судов. В том же затоне разме­щается обычно и судоремонтный завод.

Важное значение для работы порта имеет правильный выбор положения и размеров входа. Расположение входа определяется на основании анализа режима волнения и заносимости, ветрово­го и ледового режима, грунтовых условий, топографии и других факторов. Трудность решения задачи усугубляется тем, что по­стройка порта, в свою очередь, серьезно нарушает установившееся равновесие различных факторов естественного режима. Так, прог­ноз возможных последствий постройки порта на песчаном побе­режье при наличии транзита наносов возможен только на основа­нии тщательного изучения масштабных моделей в лаборатории.

Практика портостроения вы­работала некоторые общие реко­мендации, которые могут уточ­няться в зависимости от местных условий.



Вход в порт должен распола­гаться по возможности на от­даленном от берега участке внешних оградительных соору­жений. Во избежание риска попадания судна па прибрежные отмели направление входа в порт должно составлять с бере­говой линией угол не менее 30°. Вместе с тем, угол между осью входа и направлени­ем господствующего ветра не должен превышать 70°. Другое ограничение этого угла (<45°) учитывает требование защиты акватории от проникания волн.

Для исключения опасности навала судна на го­лову ближайшего к берегу огра­дительного сооружения, желательно, за­щитить вход более удаленным сооружением, выступающим за пре­делы входа на длину расчетного судна или состава.

При назначении ширины входа приходится искать компромисс между двумя требованиями. Условия наилучшей защиты аквато­рии требуют уменьшения ширины входа, а для удобного захода судов и составов в порт желательно вход иметь широким.

Формальное применение формул может дать расчетную ширину входа 300 м и более (для плотов и длинных составов). При такой ширине входа водохранилищные акватории трудно за­щитить от волнения. В этом случае следует ограничить ширину входа, принимая ее не более 150 м и предусматривая применение вспомогательных буксиров для ввода на акваторию плотов и длин­ных составов во время шторма. Для морских портов нормальная ширина входа равна 200—300 м (около длины расчетного судна). В некоторых случаях при вынужденной ориентировке входа в порт, близкой к направлению наиболее крупных волн, прибегают к перекрытию входа дополнительным волноломом. Большие расстояния перевозок грузов внутрипортовым тран­спортом при развитых в ширину (по отношению к кордону) скла­дах вызывают необходимость поиска способа сокращения этих перевозок. Так, например, при проектировании причалов для пос. Стрежевой в одном из вариантов было предложено приме­нить для внутрипортового транспорта монорельсовые дороги с подвесными электрическими тележками грузоподъемностью 3 т. На открытых площадках рельсы проходят по специ­альной эстакаде, а у складов подвешиваются к консолям при­крепленным к стенам складов.


4.6. ВНЕРУСЛОВЫЕ ПОРТЫ


Внерусловые, или затонные, порты очень распространены в Западной Европе и значительно меньше — в отечественной прак­тике. Причина этого  своеобразие топографических и гидроло­гических условий большинства рек, а именно: высокие и крутые берега не позволяют врезаться с бассейнами в прибреж­ную территорию, а низкие пойменные берега при наличии доволь­но высоких половодий вызывают необходимость .выполнения боль­ших объемов земляных работ по образованию территории порта.

При зарегулировании стока с постройкой гидроэлектростан­ции и образованием водохранилищ снижаются амплитуды поло­водий и открываются перспективы перед внерусловыми портами Внерусловые порты имеют целый ряд преимуществ Это прежде всего отсутствие ледохода, что позволяет их использовать для от­стоя судов и организации судоремонтной базы; облегчаются при­чальные и берегоукрепительные сооружения. Внерусловая ком­поновка, отличающаяся компактностью, позволяет совместить порт с промышленными предприятиями. Вместе с тем устраивая специализированные бассейны, можно легко изолировать различные группы причалов. Легче решается вопрос развития порта путем создания смежных дополнительных бассейнов. Как пра­вило, во внерусловых портах удается обеспечить удобный подход к причалам железнодорожных тыловых и прикордонных путей и автомобильных дорог. Сама компактность порта, по сравнению с разбросанными русловыми районами, способствует снижению расходов на устройство внутрипортовых путей и инженерных се­тей порта. Занимая относительно небольшую часть береговой ли­нии, внерусловые порты могут удачно сочетаться с городом не лишая его выхода к реке.

Наряду с достоинствами, внерусловые порты имеют и недо­статки. Обычно создание искусственных акваторий внерусловых портов связано с большим объемом земляных работ. Стеснен­ность акватории затрудняет маневрирование судов. Отсутствие те­чения способствует загрязнению воды. Входные участки канала нередко подвергаются интенсивной заносимости. Для уменьше­ния заносимости, а также для облегчения захода судов в канал его трассируют под возможно меньшим углом к оси судового хо­да на реке.

Оптимальная компоновка порта — руслового или внеруслового (а возможно и смешанного) — выбирается на основании технико-экономического сравнения с учетом топографических, гидрологических и эксплуатационных условий. При сравнимых технико-экономических показателях все же предпочтенье следует отдавать внерусловой компоновке.

Все крупнейшие западноевропейские порты, расположенные на реках, имеют причальные линии внерусловой формы. Эти порты расположены иногда на расстоянии около 100 км от усть­ев рек (Гамбург, Бремен, Антверпен и др.), являясь территори­ально портами речными, принимают и крупные морские суда, что обусловило их интенсивное развитие. Так, Гамбургский порт имеет в своем составе 35 бассейнов.

В плане части крупнейшего в Европе Рот­тердамского порта, бассейны имеют самую разнообразную форму. Тут и групповое их разме­щение (Ваальгафен), и крупные многопричальные бассейны (речная гавань Маасгафен), и отдельные небольшие бассейны, разбросанные по обеим берегам р. Маас.

Во многих портах, где проявляются значительные приливы (Лондон, Бремен и др.), часть бассейнов делается со шлюзами. При сравнительно небольших грузооборотах отечественные речные внерусловые порты обычно имеют в своем составе один-два ковша.

Хорошая возможность для устройства внеруслового порта по­является при существовании острова у судоходной протоки. В этом случае при сравнительно небольших расходах на устройст­во дамбы, перекрывающей протоку, можно получить гавань, за­щищенную от ледохода. Примером является Пе­чорский порт на р. Печоре, где после строительства дамбы дли­ной около 300 м, соединившей остров с берегом, образовался за­тон, в котором разместился порт и судоремонтный завод. Перво­начально остров оставался лишь как защита от ледохода. В дальнейшем, с развитием порта его причалы построили и на острове.


4.6. МОРСКИЕ ПОРТЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ


Хотя наиболее важную часть акватории порта составляет опе­ративная зона с причалами, районированными по различным грузам, для нормального функционирования порта необходимы хорошо развитые вспомогательные акватории и береговые уст­ройства. При наличии пожароопасных грузов (например, нефть и нефтепродукты) соответствующий район размещается по возможности ближе к входу в порт и его акватория должна иметь боновое ограждение для локализации возможного загряз­нения других участков акватории разлившимися нефтепродукта­ми. Предусматривается устройство специальной базы техническо­го и вспомогательного флота. Крупные порты имеют в своем составе ремонтно-строительную базу с гаванью, а во многих слу­чаях здесь же размещается и судоремонтный завод, не связан­ный административно с портом. Все эти участки акватории сое­диняются внутренним судовым ходом, соединяющим их с ма­невровыми рейдами, расположенными непосредственно у вхо­дов в порт. Под защитой внешних оградительных сооружений предусматривается рейд для перегрузки судов на плаву и для отстоя их в ожидании причалов или во время шторма. Часть рейдов для отстоя судов иногда размещается за пределами ог­ражденной акватории. На песчаных побережьях неизбежно появляются подходные каналы.

Все указанные выше основные элементы акватории следует компоновать так, чтобы не создавалось помех в их нормальном функционировании. При разработке генерального плана порта необходимо предусматривать возможность расширения аквато­рии при дальнейшем развитии порта. Резервы акватории и бере­говых участков желательно иметь как внутри районов порта — для его развития, так и за их пределами — для создания новых районов.

Существующие морские порты значительно отличаются как от рассмотренной схемы, так и один от другого. Тем не менее можно выделить некоторые группы портов, где сходство между ними объясняется одинаковыми особенностями природных усло­вий. Так, можно различать порты, расположенные: а) на скалис­тых побережьях; б) на песчаных побережьях; в) в устьях рек; г) на побережьях, подверженных значительным приливным яв­лениям.

Порты на скалистых побережьях. Скалистые побережья от­личаются быстро возрастающими глубинами и узкой террасой (шириной 100—150 м) конуса эрозии в приурезовой зоне. Постройка портов на скалистых побережьях связана с боль­шими затратами на возведение внешних оградительных сооруже­ний. В этих условиях учет перспективы дальнейшего развития порта и создание для этой цели резервов защищенной акватории оказывается затруднительным. Поэтому в старых портах, нача­ло строительству которых было положено еще в первой половине XIX в., происходила последовательная постройка не только при­чалов, но и оградительных сооружений. Эти порты в современ­ном их состоянии мало удобны для эксплуатации. Характерны­ми примерами являются Одесский и Туапсинский порты.

К середине XIX в. в Одесском порту имелись лишь Ка­рантинный и Военный молы, защищавшие небольшие гавани только от волн с юго-восточного направления. Во второй полови­не XIX в. Карантинный мол удлинили постройкой рейдового мо­ла, создали Андросовский, Потаповский и Платоновский молы, в результате чего образовались хорошо защищенные Карантинная и Практическая гавани. Затем построили так называемый Старый волнолом, Новый и нефтяной молы. Наконец, после постройки в начале XX в. нового волнолома Одесский порт приобрел ту ком­поновку, которая в основном сохранилась и до настоящего време­ни. Как и большинство старых портов, Одесский порт имеет весь­ма ограниченную территорию, примыкающие непосредственно к его границам городские кварталы лишают порт возможностей како­го-либо расширения. Невозможность дальнейшего развития Одесского порта привела к созданию в Сухом лимане порта Ильичевск и нового порта в Григорьевском лимане.

Классическим примером порта на приглубом берегу является Генуэзский порт (рис. 80) — один из крупнейших в Италии. Первоначально порт размещался в восточной части полукруглой бухты бассейна Векия. Для защиты причалов от волнения еще в XII в. построили мол Векия, а в XVII в. — мол Нуово. Оба эти мола в дальнейшем перестроили и в настоящее время они представляют собой грузовые пирсы. В конце XIX в., в связи с расширением порта и приспособлением его для приема крупных судов, построили мол Галиера, образовавший аванпорт с глуби­нами более 13 м. В двадцатых годах нашего столетия порт вы­шел за пределы бухты: под защитой первой очереди мола Форана возвели пирсы, образовавшие бассейн Лантерна; корневую часть мола Галиера переделали в грузовой пирс; разборкой час­ти мола Галиера образовали ворота. Дальнейшее быстрое раз­витие Генуэзского порта происходило в западном направлении путем удлинения мола Форана и строительства под его защитой новых пирсов, получивших название по странам, которые они обслуживали. Проникание на акваторию волн с запада привело к необходимости не только постройки мола, но и внутренних шпор, образующих «ловушку» для волн. Ширина основных пирсов 180 м, при расстоянии между ними 150 м. Расстояние от торцов пирсов до мола Форана 200 м. Большинство причалов имеет хорошо развитые железнодорожные пути. Основное оградительное сооружение порта — мол Форана — расположено на глубине око­ло 20 м. Несмотря на мощный профиль сооружения, выполненного в виде вертикальной стенки из крупных массивов, оно во время шторма в 1955 г. подверглось значительным разрушениям, и при его восстановлении профиль усилили.

Вполне современные начертания внешних и внутренних уст­ройств порта могут быть показаны на примере главного марок­канского порта — Касабланка. Основные причальные сооружения порта размещены на двух широких, хорошо обору­дованных пирсах. Акватория образована двумя молами, име­ющими прямолинейные начертания в плане. У начала северного мола расположен нефтяной пирс; корневая часть этого мола, так же как и внутренняя сторона всего восточного мола, использо­вана для грузовых причалов. Такое решение является весьма экономичным, и порт, при сравнительно небольших размерах, перерабатывает в год до 9 млн. т различных грузов. Глубина на входе достигает в период приливов 21.3 м (16.8 м — в малую воду). У основных причалов глубина в малую воду равна 11 м и более. В западной части порта размещается рыбная гавань. Порт имеет и мощные судоремонтные средства: сухой и плаву­чий доки.



Развитие портов на скалистых побережьях нередко бывает весьма затруднительным. Так, при рассмотрении в 50-х годах возможности развития Холмского порта на Сахалине ввиду ог­раниченности его акватории, все варианты связывались с необ­ходимостью постройки новых оградительных сооружений значи­тельной длины и не оправдывались экономически. Так и остался бы Холмский порт небольшим второстепенным портом, если бы не было найдено решение, заключающееся в организации паром­ной линии Холмск—Ванино. В старом бассейне постро­или причал для приема паромов, и порт обрел новую жизнь.

Порты на песчаных побережьях. Вследствие малых глубин в приурезовой зоне порты на песчаных побережьях, как правило, имеют вынесенные далеко в море оградительные сооружения и подходные каналы. Строительство портов в этих условиях свя­зано со значительным объемом землечерпательных работ. Отдельные бассейны нередко целиком образуются путем врезки их в целину берега. Оградительные сооружения возводятся на сравнительно небольших глубинах и отличаются поэтому прос­тотой конструкции и малой стоимостью. Эксплуатация портов на песчаных побережьях обычно связана с большим объемом ре­монтных земляных работ по удалению наносов из подходных каналов. В некоторых случаях при неудачном трассировании ка­налов они настолько сильно заносятся, что оказывается целесо­образным устройство новых каналов. Наиболее часто встреча­ющаяся система оградительных сооружений в портах на песчаных побережьях — два сходящихся мола, на километры выдвинутые от уреза воды в сторону моря. Таковы, например, Вентспилсский порт на Балтике, Мариупольский и Ейский — на Азовском море.

Порт Вентспилс построен в конце прошлого века. Причалы порта (экспортный район, зимняя гавань и импортный район) размещались в устьевой части р. Венты, а для обеспече­ния удобного входа и образования аванпорта возвели два свай­ных сходящихся мола общей длиной около 3.5 км. Эти сооруже­ния нарушили естественный режим прибрежной зоны, что приве­ло к интенсивному отложению наносов и обмелению у южного мола. По мере заполнения наносами пространства между южным молом и берегом все большая часть наносов ста­ла откладываться в подходном канале. Ежегодный объем земле­черпательных работ достигал нескольких сотен тысяч кубометров. После постройки в аванпорте нефтяных пирсов и углубления ак­ватории для уменьшения волнения на ней была построена шпо­ра, примыкающая к северному молу. Дополнительное углубление подходного канала (что было необходимо в связи с большой осадкой танкеров) усложнило проблему борьбы с заносимостью. Для того чтобы при производстве дноуглубительных работ не мешать судоходству, по обеим сторонам подходного канала раз­работали наносоулавливающие карманы. В настоящее время уменьшение заносимости канала является основной проблемой эксплуатации Вентспилсского порта.

5. ПРИМЕР СОЗДАВАЕМОГО МОРСКОГО ПОРТА


В настоящем примере рассмотрим характеристику и устройство проектируемого порта грузооборотом 50 млн. т/год в составе Крымского морского транспортно-промышленного комплекса "Донузлав" (КМТПК "Донузлав"). Вопрос о создании объекта был поднят группой предприятий, работающих в области инфраструктуры водного транспорта. Получив поддержку в Правительстве АР Крым и в Кабинете министров Украины, проект полностью соответствует проводимой политике экономического развития и демилитаризации (см. приложение 1).

Принципиальными факторами, оказавшими влияние на положение порта, являются:



  • перспективный значительный рост объёмов внутренних и транзитных грузоперевозок в регионе,

  • близость к функционирующим и развивающимся международным транспортным коридорам,

  • недостаток специализированных перегрузочных комплексов с глубоководными причалами,

  • демилитаризация озера Донузлав (ранее использовалось как военно-морская база),

  • обширная глубоководная защищенная акватория (естественные глубины озера до 25 м),

  • обширные свободные территории со спокойным рельефом.

Основным принципом районирования послужило разделение тыловой территории по основным типам грузов и специализированным предприятиям, таким как НПЗ, станция очистки балластных вод, ж/д станция, цеха пакетирования и переработки грузов, склады (см. приложение 2).

ЛИТЕРАТУРА

1. Маталин В. П. и др. Устройство и оборудование портов. М., "Транспорт", 1984.

2. Штенцель В. К. Порты и портовые сооружения. М., "Транспорт", 1977.

3. Горюнов Б. Ф., Шихиев Ф. М. Морские порты и портовые сооружения М., "Транспорт", 1970.



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10